循環(huán)經(jīng)濟(jì)的層化理論
循環(huán)經(jīng)濟(jì)的精髓體現(xiàn)在資源減量化(Reducing)、循環(huán)化(Recycling)和再用化(Reusing)的3R原則上。由于隨著技術(shù)進(jìn)步和組織管理能力的提高,減量、循環(huán)和再用的程度不斷提高,因此使用“化”表明其過程性。循環(huán)必須從微觀的產(chǎn)品和企業(yè)層面,到宏觀的園區(qū)和社會層面逐層展開,才不會導(dǎo)致微觀層面循環(huán)經(jīng)濟(jì)效果提升而宏觀層面循環(huán)經(jīng)濟(jì)效果惡化的反向作用。園區(qū)層面的循環(huán)必須借助于園區(qū)內(nèi)企業(yè)之間建立投入產(chǎn)出關(guān)系才能有效推進(jìn)。如果這種投入產(chǎn)出關(guān)系是以副產(chǎn)品或者廢棄品為投入品的,那么無疑就滿足了循環(huán)經(jīng)濟(jì)中循環(huán)和再用的要求,同時由于廢棄再用而減少了自然資源的消耗,并且還由于再用減少了排放,減少了對環(huán)境容量的占用,因此,以副產(chǎn)品和廢棄品構(gòu)成的投入產(chǎn)出關(guān)系就成為循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想最精華的部分,把在這種投入產(chǎn)出關(guān)系上所建立的企業(yè)間的產(chǎn)業(yè)鏈稱為循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈就具有邏輯上的合理性。此外,社會層面的循環(huán)則要求形成跨企業(yè)、跨園區(qū)甚至跨地區(qū)的投入產(chǎn)出關(guān)系,以及形成產(chǎn)品廢棄后回收的逆向物流或者逆向供應(yīng)鏈。以下是對循環(huán)經(jīng)濟(jì)層化理論的具體描述。
(1)產(chǎn)品層面的綠色設(shè)計
循環(huán)經(jīng)濟(jì)在微觀產(chǎn)品層面的推進(jìn),主要是通過綠色設(shè)計[9]來實現(xiàn)的。所謂綠色設(shè)計,是指在產(chǎn)品的設(shè)計過程中,需要充分考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用、報廢、回收與再制造全過程對資源和環(huán)境的影響。在考慮產(chǎn)品功能、質(zhì)量、開發(fā)周期和成本的同時,達(dá)到上述全過程對環(huán)境的總體影響減到最小的目標(biāo)。由于資源效率和環(huán)境效益在很大程度上具有直接相關(guān)性,因此,“綠色”所包含的環(huán)保內(nèi)涵,其本身就是資源再用和循環(huán)的內(nèi)容。產(chǎn)品設(shè)計方案決定了資源的利用率和對環(huán)境的影響程度,如果一開始在產(chǎn)品設(shè)計階段未對制造環(huán)節(jié)的環(huán)境影響加以科學(xué)測算,那么再進(jìn)行修正就會付出很高的代價。在這里,“1∶10∶100理論”對設(shè)計階段的環(huán)境保護(hù)與資源利用的重要性就很有說服力。即:如在設(shè)計階段進(jìn)行產(chǎn)品改變需投入1美元,在產(chǎn)品原型階段進(jìn)行改變的費(fèi)用將需10美元,而在正式生產(chǎn)制造過程的改變費(fèi)用將高達(dá)100美元[10]。因此,“綠色設(shè)計”對產(chǎn)品全生命周期的資源與環(huán)境的影響預(yù)算,其含義不僅是環(huán)保,還包含著極大的節(jié)約。
傳統(tǒng)產(chǎn)品制造所追求的目標(biāo)可以歸為TQCS四面體目標(biāo)體系,即產(chǎn)品上市時間T、產(chǎn)品質(zhì)量Q、產(chǎn)品成本C、為用戶提供的服務(wù)S。而綠色設(shè)計則要求在產(chǎn)品及其生命周期全過程的設(shè)計中,除了考慮上述目標(biāo)以外,還要考慮資源R1和環(huán)保E,同時還要重視產(chǎn)品廢棄后的回收處理R2,實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會生態(tài)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。因此,綠色設(shè)計的目標(biāo)體系模型如圖0-1所示[11]。
圖0-1 綠色產(chǎn)品目標(biāo)體系
在圖0-1中,功能F是滿足市場需求的產(chǎn)品所具有的使用價值,在綠色產(chǎn)品的概念里,功能還同時具有環(huán)境友好和資源節(jié)約的雙重作用。成本C不僅包括制造成本,還包括使用過程的運(yùn)行成本及回收處理成本。質(zhì)量Q包括產(chǎn)品質(zhì)量、過程質(zhì)量、工作質(zhì)量、售后服務(wù)質(zhì)量和回收服務(wù)質(zhì)量等多種質(zhì)量的綜合。時間T是衡量以多快的速度響應(yīng)顧客的需求,包括縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和提高生產(chǎn)效率。品種V是滿足市場多樣化需求的目標(biāo)。維修保養(yǎng)S是產(chǎn)品維護(hù)、保養(yǎng)、修復(fù)方便、快捷,并便于分拆和裝配。環(huán)保E是指產(chǎn)品在制造和使用過程中,對生態(tài)環(huán)境的影響程度最小化。資源R1是指所用資源盡可能為可再生資源,或賦存相對豐富的資源?;厥漳繕?biāo)要求產(chǎn)品報廢后回收處理R2過程便于拆卸再用、再生,剩余物可以進(jìn)行安全處理。
根據(jù)劉飛等(1997)[12]所提出的綠色設(shè)計的主要內(nèi)容架構(gòu),可以將產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的主要措施歸納為:綠色產(chǎn)品設(shè)計(產(chǎn)品方案設(shè)計、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計)、綠色車間設(shè)計、綠色工藝設(shè)計、綠色包裝設(shè)計和綠色回收處理五個方面。在產(chǎn)品層面實施綠色制造,主要應(yīng)考慮綠色產(chǎn)品設(shè)計、綠色材料、綠色工藝、綠色包裝、綠色處理這“五綠”問題,其中綠色產(chǎn)品設(shè)計是關(guān)鍵,它在很大程度上決定了材料、工藝、包裝、使用和回收處理各個環(huán)節(jié)的綠色性。由此也可以說明,在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造階段,不僅產(chǎn)品本身制造過程需要消耗各種資源,制造產(chǎn)品的工藝設(shè)計、包裝設(shè)計和綠色處理及其車間和人工的需求,也都會相繼產(chǎn)生高昂的投入。而改變這一切所付出的代價無疑也必定會是高昂的??梢姰a(chǎn)品層面的綠色設(shè)計環(huán)節(jié)是所有后續(xù)層面的微觀基礎(chǔ)。
(2)企業(yè)層面的綠色制造
產(chǎn)品層面的綠色設(shè)計完成后,如果在制造產(chǎn)品的環(huán)節(jié)沒有綠色制造,那么,綠色設(shè)計思想就無法在制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)。而制造環(huán)節(jié)無疑要在企業(yè)內(nèi)完成,因此綠色制造屬于企業(yè)層面的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。綠色制造有關(guān)內(nèi)容的研究可追溯到20世紀(jì)80年代,但比較系統(tǒng)地提出綠色制造的概念、內(nèi)涵和主要內(nèi)容的文獻(xiàn)是美國制造工程師學(xué)會(SME)于1996年發(fā)表的關(guān)于綠色制造的藍(lán)皮書Green Manufacturing。綠色制造(Green Manufacturing)又稱環(huán)境意識制造(Environmentally Conscious Manufacturing)和面向環(huán)境制造(Manufacturing For Environment)等[13]。Melng and Smith(1996)[14]認(rèn)為它是生產(chǎn)過程對環(huán)境的負(fù)面影響達(dá)到最小的制造模式。劉飛(1999)[15]、劉光復(fù)(2000)[16]等國內(nèi)學(xué)者認(rèn)為綠色制造涉及制造領(lǐng)域、環(huán)境領(lǐng)域、資源領(lǐng)域。劉志峰和劉光復(fù)(1997)[17]、劉光復(fù)等(2000)[18]認(rèn)為綠色制造的前提是綠色設(shè)計,包括:綠色材料選擇與管理、產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計、產(chǎn)品的可回收性設(shè)計、綠色產(chǎn)品的成本分析、綠色產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)庫等。劉飛等(1997)[19]提出,實施綠色制造主要應(yīng)考慮綠色產(chǎn)品設(shè)計、綠色材料、綠色工藝、綠色包裝、綠色處理這“五綠”問題。盡管一些學(xué)者認(rèn)為這些綠色性的保障可以放在一個企業(yè)內(nèi),但謝家平和孔令丞(2007)[20]考慮到在相同產(chǎn)業(yè)內(nèi)的不同企業(yè),對某些如能源供給、給排水、物流傳輸?shù)膶I(yè)化服務(wù)、廢棄處理等具有共同的需求,因此“五綠”中有很大一部分內(nèi)容采用在園區(qū)內(nèi)集中供給的方式,不僅有助于這些公共服務(wù)供給充分發(fā)揮專業(yè)化和規(guī)模化的優(yōu)勢,并且還能對基礎(chǔ)技術(shù)和公共技術(shù)的研發(fā)進(jìn)行廣泛合作,實現(xiàn)高端資源共享的目標(biāo)。這些都可以達(dá)到提高資源效率和降低企業(yè)運(yùn)營成本的目的。但這種集中供給要通過企業(yè)間、企業(yè)與園區(qū)間、園區(qū)與園區(qū)間以及這些實體部門與政府公共產(chǎn)品部門進(jìn)行廣泛合作才能實現(xiàn)。因此,綠色制造同樣需要各個部門的廣泛合作,才能夠在更大的范圍內(nèi)實現(xiàn)的目標(biāo)。
(3)園區(qū)層面的產(chǎn)業(yè)共生與資源共享
循環(huán)經(jīng)濟(jì)之所以需要在園區(qū)內(nèi)推進(jìn),除了考慮到產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)所產(chǎn)生的節(jié)約效果以外,還因為在園區(qū)內(nèi)可以建設(shè)公共資源共享系統(tǒng),從而在更廣泛的領(lǐng)域內(nèi)實現(xiàn)分工合作的節(jié)約效果。更加重要的,是在園區(qū)內(nèi)建設(shè)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)(Industrial Symbiosis Networks,ISNs)[21]和配套設(shè)施共享、廢棄集中處理和能量梯次利用[22]等。這些都被稱為區(qū)域性的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(Industrial Ecosystems,IES)[23]。該系統(tǒng)能夠最大限度地實現(xiàn)排放和廢棄減量化、無毒化和再用化。而這也正是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實質(zhì)內(nèi)容。由于在園區(qū)內(nèi)建立ISNs會因參與企業(yè)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)模、經(jīng)營模式等方面適用ISNs的要求而需要進(jìn)行調(diào)整,企業(yè)間的ISNs會經(jīng)常因為這種調(diào)整導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)無法正常運(yùn)行。這使人們逐漸意識到,只有在更大區(qū)域范圍內(nèi)尋求可行的共生組合并以此建立長期的合作關(guān)系,才能使工業(yè)共生關(guān)系長期穩(wěn)定地運(yùn)行下去。因此,后續(xù)對工業(yè)共生系統(tǒng)的研究就從合作的角度,研究共生關(guān)系建立所應(yīng)有的多方主體之間的合作方式、為了推動合作所產(chǎn)生的各方合作利益關(guān)系等。為提高企業(yè)間ISNs的自組織和自運(yùn)轉(zhuǎn)能力,許多學(xué)者提出建立企業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟,或副產(chǎn)品交易關(guān)系[24]。Mirata(2005)[25]認(rèn)為,工業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)是在較大區(qū)域內(nèi)的企業(yè)間通過物質(zhì)、能源、知識、人力資源、技術(shù)資源的交換等所形成的長期合作關(guān)系,有利于保證共生系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),從而提高園區(qū)層面的資源節(jié)約和環(huán)境友好效果。
Lambert(2002)[26]從技術(shù)角度給出了工業(yè)共生物質(zhì)流圖,認(rèn)為工業(yè)共生的相互作用涉及五個方面:①基礎(chǔ)設(shè)施共享;②廢棄物流的集中處理;③物質(zhì)、能源在組織之間交換;④系統(tǒng)內(nèi)要接受其他企業(yè)的副產(chǎn)品,作為原料投入;⑤向其他企業(yè)輸送系統(tǒng)的剩余產(chǎn)品。
可見,在園區(qū)層面所建立的工業(yè)共生系統(tǒng),不僅僅是副產(chǎn)品和廢棄品的投入產(chǎn)出關(guān)系,還包括基礎(chǔ)設(shè)施等公共資源共享的內(nèi)容。而共生系統(tǒng)的建立和正常運(yùn)轉(zhuǎn),只能通過工藝與工藝、企業(yè)與企業(yè)、企業(yè)與政府、企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)與社區(qū)之間的密切合作。這些合作關(guān)系所產(chǎn)生的企業(yè)間物質(zhì)、能源、水和副產(chǎn)品等的物質(zhì)流交換和資源共享,因為地理相近性而提供了更加廣泛的合作可能性[27]。Desrochers(2004)[28]等則進(jìn)一步將工業(yè)共生的研究視角從園區(qū)空間轉(zhuǎn)移到園區(qū)之間以及城市等較大區(qū)域范圍。而合作要求也開始在更為廣泛的空間內(nèi)展開,在更大的區(qū)域內(nèi)形成了以再制造為主要內(nèi)容的社會層面的資源減量、再用與循環(huán)。
(4)社會層面的綠色再制造
循環(huán)經(jīng)濟(jì)3R原則中的循環(huán)和再用,都要求對廢棄產(chǎn)品進(jìn)行回收后再資源化或無害化處理,認(rèn)為這種處理能夠提高資源使用壽命從而減少對自然資源的損耗、減少生態(tài)消費(fèi)從而擴(kuò)充環(huán)境容量。因此,所有回收產(chǎn)品再用和無害化處理,如果需要通過社區(qū)消費(fèi)者進(jìn)行合作,并在回收之后對回收產(chǎn)品進(jìn)行再制造,那么就均可視為社會層面的循環(huán)。這一過程的經(jīng)濟(jì)性和生態(tài)性雙重效益,要在產(chǎn)品設(shè)計初期對組成產(chǎn)品的各種零部件和材料在回收后就進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)的先期論證,全面考核其回收的經(jīng)濟(jì)價值和對環(huán)境的影響;同時要對可回收的材料進(jìn)行標(biāo)志化處理,使消費(fèi)者能夠按照回收標(biāo)志到指定機(jī)構(gòu)售贖廢棄產(chǎn)品;在產(chǎn)品的設(shè)計環(huán)節(jié),就要對產(chǎn)品在回收后的處理工藝進(jìn)行設(shè)計,確定可行的技術(shù)路線;上述所有的過程其最終目標(biāo)是實現(xiàn)零部件、材料等資源和貯能的最大利用以及環(huán)境污染的最小化。因此,綠色再制造既是綠色設(shè)計的重要組成部分,也是綠色制造的重要內(nèi)容。
由于綠色再制造涉及產(chǎn)品報廢后的回收環(huán)節(jié),而回收后如何進(jìn)行再制造又和產(chǎn)品初期的設(shè)計密不可分,因此在綠色再制造環(huán)節(jié)所涉及的主體就相對較多。其實施主體由政府(Government)、生產(chǎn)商(Manufacturer)、銷售商(Distributor)、消費(fèi)者(Consumer)和回收商(Recycler)五方組成,并形成了相互影響和相互制約的價值主體關(guān)系。在此關(guān)系模式中,除了通過正常的法律關(guān)系、行政關(guān)系、命令—控制關(guān)系和市場交易關(guān)系以外,經(jīng)濟(jì)合作的關(guān)系對維護(hù)五方關(guān)系的正?;陵P(guān)重要。因此主體之間不是單向關(guān)系,而是雙向的互動和博弈(見圖0-2[29])。只有通過這些關(guān)系的正常維系,才能有效推進(jìn)社會層面的資源循環(huán)和再利用,也才能不斷提高循環(huán)經(jīng)濟(jì)在四個層面的推進(jìn)效果。
圖0-2 社會層面循環(huán)的各方利益主體關(guān)系
對循環(huán)經(jīng)濟(jì)層化理論進(jìn)行總結(jié),其各層級之間存在密切的相關(guān)關(guān)系。任何一個層面都無法單獨(dú)形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式,而缺乏任何一個層面,也無法構(gòu)成循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實質(zhì)內(nèi)容。如圖0-3所示。
圖0-3 循環(huán)經(jīng)濟(jì)四個循環(huán)層面
謝家平和孔令丞(2007)[30]對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的層化理論進(jìn)行了全面總結(jié),并將不同層面的循環(huán)進(jìn)行融合,認(rèn)為產(chǎn)品層面、企業(yè)層面、園區(qū)層面、區(qū)際層面的循環(huán),應(yīng)遵循先微觀層面循環(huán)再宏觀層面循環(huán)的規(guī)劃原則,即在技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的情況下,優(yōu)先實現(xiàn)資源在企業(yè)生產(chǎn)過程中的工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行循環(huán)利用。但是,由于在一個企業(yè)內(nèi)部受工藝技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模的限制,無法完全消化自身的副產(chǎn)品或者廢棄品,因此就需要在企業(yè)之間建立起副產(chǎn)品和廢棄品的投入產(chǎn)出關(guān)系,在更大的范圍內(nèi)尋求工業(yè)共生組合。這就從單個企業(yè)層面的循環(huán)跨越到了企業(yè)與企業(yè)之間的循環(huán)。受循環(huán)過程對物理半徑約束的影響,在企業(yè)間提高循環(huán)經(jīng)濟(jì)效果的資源循環(huán),更多地在同一個區(qū)域內(nèi)的工業(yè)區(qū)中進(jìn)行,由此就構(gòu)成了園區(qū)層面的循環(huán)。產(chǎn)品報廢之后進(jìn)行再用和再生,從消費(fèi)者手中流回企業(yè),形成社會層面的循環(huán)。因此,多個層面必須同時推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì),才能在最大限度上實現(xiàn)資源節(jié)約和環(huán)境友好。
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